电源纹波是电源设计中的关键参数，也是电力工程师重要的测试项目。本文旨在深入探讨电源纹波的产生和测试方法。这里所提及的电源纹波特指直流电源输出中的交流分量。
电源纹波有多种类型。首先是来自开关电源的开关纹波。以降压电路为例，其开关器件的导通和关断会产生与开关周期一致的开关纹波，其频率范围通常从几十kHz到几MHz。
除此之外，还有来自开关电源的高频纹波。由于电路中寄生电感和电容的影响，开关电源在开关管的导通和截止瞬间会产生高频开关噪声。这种噪声的频率高于开关频率，其幅值与电路板的布局和寄生参数紧密相关。
在某些应用场景中，负载电流的快速变化也会引入纹波。电流的剧烈变化会导致输出电压的波动。
对于许多实际应用，如射频电路、高速时钟和一些高速接口，对电源纹波有严格的要求。为了确保设备的正常运行和性能，对电源纹波的测试和控制至关重要。
测量电源纹波时，示波器是最常用的仪器。在选择示波器时，主要需要考虑两个因素：带宽和探头类型。根据所需的测试频率范围选择合适的带宽，例如，要测量500mHz的纹波，就不能使用100mHz的示波器。常见的探头类型包括电压探头、同轴电缆和差分探头，本文重点介绍电压探头和同轴电缆的使用。
使用电压探头进行测试时，必须确保探头事先校准。选择合适的探头类型，考虑到纹波属于小信号，使用无需阻抗匹配的1倍探头更为适合，以确保信号的准确性。
测试方法同样重要。示波器的探头地线相当于一个小电感，其产生的失真振铃会影响测试结果。采用最小环法或焊锡丝代替进行测试时，应尽量减少测试电路的影响。对于开关纹波的测试，建议将示波器的带宽限制在20mHz，并考虑测试开关纹波的累积值，以验证电源的稳定性。
在某些情况下，如高可靠性产品的测试中，需要在更高或更低的温度下进行纹波测试。同轴电缆更为理想，它能更真实地反映波形，尤其在与为集成电路供电的设备一起使用时，不会因缆线过长而导致测试结果失真。